Роль механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства

Роль механизации  и автоматизации сельскохозяйственного  производства

Механизация и автоматизация  сельского хозяйства повышает производительность труда, способствуют увеличению выпуска  сельскохозяйственной продукции, росту  ее качества. Эти процессы тесно  связаны с применением индустриальной технологии производства в сельском хозяйстве, совершенствованием планирования и управления. Машины, механизмы, компьютеры, автоматические системы облегчают труд людей, улучшают условия труда.

Механизация  сельского  хозяйства  –  замена  ручного   труда   машинным; внедрение машин и орудий в  сельскохозяйственное  производство.  Механизация сельского хозяйства имеет огромное народно-хозяйственное значение,  так  как повышает  производительность   труда,   снижает   себестоимость   продукции ,сокращает сроки выполнения работ, избавляет человека от тяжелых,  трудоемких и утомительных работ. С механизацией сельского хозяйства  неразрывно  связан процесс повышения культуры сельскохозяйственного производства  –  применение новейших достижений науки  и  техники,  освоение  прогрессивной  технологии, дальнейшая интенсификация сельского хозяйства, осуществление  крупных  работ по   мелиорации   земельных   угодий   и   химизации   сельскохозяйственного производства. Техника – наиболее активная часть  средств  производства;  она имеет  исключительное  значение  в  создании  материально-технической   базы сельского хозяйства.

  Объектами механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства являются рабочие процессы:  в земледелии – осушение и орошение земель,  культурно-технические работы,  обработка  почвы  (вспашка,   лущение,   боронование,   дискование, культивация, прикатывание), посев (посадка), обработка междурядий,  внесение удобрений,  борьба  с  болезнями  и  вредителями   культурных   растений   и сорняками, уборка,  очистка  и  сортирование  зерна,  заготовка  кормов;  на животноводческих фермах – подготовка кормов к скармливанию, раздача  кормов, очистка помещений от навоза, поение скота и  птицы,  доение  коров,  стрижка овец;  в  подсобных  предприятиях  –  ремонт  сельскохозяйственной  техники, переработка продуктов сельскохозяйственного производства.

 Эффективность  механизации и автоматизации сельскохозяйственного   производства   очень велика. Так, переход с живого тягла на механическую тягу  позволил  повысить производительность труда на пахоте в 9 раз, на  бороновании,  культивации  и посеве – в 18 раз, на уборке и  молотьбе  зерновых  культур  –  в  44  раза. Применение электродойки снижает затраты труда  на  67%,  а  эксплуатационные расходы на 34%.  Механизированное  водоснабжение  животноводческих  ферм  по сравнению с конно-ручным сокращает затраты труда на 96%  и  эксплуатационные расходы – на 90%. Еще больший эффект получается при комплексной  механизации сельского хозяйства с применением электроэнергии.

  Техническое оснащение  сельского хозяйства способствует  увеличению валовой продукции  при  одновременном  сокращении  числа   работающих   в   сельском хозяйстве более чем вдвое.

 

Карбюраторные поршневые двигатели.

К основным механизмам и  системам карбюраторного поршневого двигателя  относятся:

кривошипно-шатунный механизм,

газораспределительный механизм,

система питания,

система выпуска отработавших газов,

система зажигания,

система охлаждения,

система смазки.

Рис. 1

Рис. 1 Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания а) «стакан» в «стакане»; б) поперечный разрез

1 - головка цилиндра; 2 - цилиндр; 3 - поршень; 4 - поршневые кольца; 5 - поршневой палец; 6 - шатун; 7 - коленчатый  вал; 8 - маховик; 9 - кривошип; 10 - распределительный вал; 11 - кулачок распределительного вала; 12 - рычаг; 13 - клапан; 14 - свеча зажигания

одноцилиндровый карбюраторный двигатель (рис.1) и разберемся с принципом его работы. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним, наконец, откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

В цилиндре (2) со съемной  головкой (1) находится поршень (3), в  специальные канавки справа и  слева помещены поршневые кольца (4). Кольца скользят по поверхности цилиндра, не давая образующимся газам вырваться вниз и препятствуя попаданию наверх масла.

Поршневой палец (5) и шатун (6) соединяют поршень с кривошипом коленчатого вала (9). Он вращается  в подшипниках, которые расположены в картере двигателя. На конце коленчатого вала (7) укреплен маховик (8).

Когда кулачки распределительного вала (11) находят на рычаги (12), клапаны (13) открываются. При этом, через впускной клапан проходит горючая смесь (бензин и воздух), а через выпускной выходят отработанные газы. Закрываются клапаны под воздействием пружин, когда кулачки сбегают с рычагов. В движении коленчатый вал и кулачки приводятся с помощью коленчатого вала.

Свеча зажигания (14) расположена в  резьбовом отверстии головки цилиндра (1). Между ее электродами проскакивает искра и воспламеняет горючую смесь (см. выше).

Вот основные принципы работы одноцилиндрового карбюраторного двигателя

К основным механизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся:

1.кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм является основным механизмом поршневого двигателя. Он служит для восприятия давления газов в такте рабочего хода и преобразования возвратно-поступательного  движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из блок-картера, гильз и головок цилиндров, поршней с кольцами и поршневыми пальцами, шатунов, коленчатого вала, коренных и шатунных подшипников и маховика.

Во время работы двигателя  на детали кривошипно-шатунного механизма  действуют давление газов, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, инерции неуравновешенных вращающихся масс, тяжести и трения. Все эти силы, за исключением силы тяжести, изменяют значение и направление рассматриваемых величин в зависимости от угла поворота коленчатого вала и процессов, происходящих в цилиндре двигателя.

2.газораспределительный  механизм

Газораспределительный механизм (другое наименование – система  газораспределения, сокращенное наименование – ГРМ) предназначен для обеспечения  своевременной подачи в цилиндры двигателя воздуха или топливно-воздушной смеси (в зависимости от типа двигателя) и выпуска из цилиндров отработавших газов. Данные функции реализуются за счет своевременного открытия и закрытия клапанов.

Газораспределительный механизм имеет следующее общее устройство:

клапаны;

привод клапанов;

распределительный вал;

привод распределительного вала.

3.система питания

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для  приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.

В систему питания двигателя автомобиля входят: топливный бак , топливопроводы  от бака к фильтру-отстойнику и к топливному насосу, карбюратор .

4.система выпуска  отработавших газов

система выпуска отработавших газов (другое наименование - система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности.

Схема системы выпуска отработавших газов: а) без каталитического нейтрализатора; б) с каталитическим нейтрализатором: 1 – выпускной клапан; 2 – выпускной трубопровод; 3 – приемная труба глушителя; 4 – дополнительный глушитель (резонатор); 5 – основной глушитель; 6 – соединительный хомут; 7 – датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд); 8 – каталитический нейтрализатор; 9 – керамическая основа нейтрализатора

5.система зажигания

Система зажигания служит для обеспечения  надежного воспламенения горючей  смеси в цилиндрах двигателя в нужный момент и изменения момента зажигания (угла опережения) в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

 

Принципиальная схема  контактной системы батарейного  зажигания примерно одинакова для  всех двигателей,

В систему батарейного  зажигания (рис. 11.1) входят; аккумуляторная батарея и генератор с реле-регулятором, катушка зажигания 14, добавочный резистор 18, прерыватель, свечи зажигания), подавительные  резисторы 2, выключатель зажигания 15 и провода низкого и высокого напряжения. На схеме батарейного зажигания приборы соединены между собой проводами высокого напряжения. Ток высокого напряжения получается в результате совместной работы напряжения, в результате чего 14 получается прерывистый ток. Этот ток создает меняющееся магнитное поле. При размыкании контактов 7 и 8 прерывателя рычажком 10 и кулачком 6 в первичной обмотке 13 индуктируется э.д.с. самоиндукции, достигающая 200—300 В. Под действием этой э.д.с, направленной в сторону исчезновения тока, между контактами создается дуговой разряд («искра»). При этом сильно разрушаются рабочий поверхности контактов. Искрение в контактах при размыкании уменьшает быстроту исчезновения магнитного поля и резко снижает индуктируемую э.д.с. во вторичной обмотке. Для увеличения скорости прерывания тока в первичной обмотке (подгорания) контактов прерывателя параллельно им подключают конденсатор 9, который в момент размыкания контактов заряжается, что резко уменьшает искрение между контактами. Затем при разомкнутых контактах заряженный конденсатор разряжается через первичную обмотку 13 катушки зажигания, добавочный резистор 18 и аккумуляторную батарею, создавая импульс тока обратного направления, что ускоряет исчезновение магнитного поля, в результате чего э.д.с, индуктируемая во вторичной обмотке 12 значительно повышается и достигает предельного значения.

6.система охлаждения

Система охлаждения предназначена  для поддержания оптимального температурного баланса двигателя

Схема системы охлаждения:

1. радиатор отопителя; 2. пароотводящий шланг радиатора отопителя; 3. шланг отводящий; 4. шланг подводящий; 5. датчик температуры охлаждающей жидкости (в головке блока); 6. шланг подводящей трубы насоса; 7. термостат; 8. заправочный шланг; 9. пробка расширительного бачка; 10. датчик указателя уровня охлаждающей жидкости; 11. расширительный бачок; 12. выпускной патрубок; 13. жидкостная камера пускового устройства карбюратора; 14. отводящий шланг радиатора; 15. подводящий шланг радиатора; 16. пароотводящий шланг радиатора; 17. левый бачок радиатора; 18. датчик включения электровентилятора; 19. электродвигатель вентилятора; 20. крыльчатка электровентилятора; 21. правый бачок радиатора; 22. сливная пробка; 23. кожух электровентилятора; 24. зубчатый ремень привода механизма газораспределения; 25. крыльчатка насоса охлаждающей жидкости; 26. подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 27. подводящий шланг к жидкостной камере пускового устройства карбюратора; 28. отводящий шланг.

7.система смазки.

Для обеспечения работоспособности  двигателей последние должны быть оборудованы устройствами для хранения масла, подвода его к трущимся поверхностям, очистки масла от загрязняющих веществ, охлаждения, а также контроля смазывания и состояния масла. Совокупность всех этих устройств образует смазочную систему двигателя. Основное ее назначение — уменьшение потерь на трение, износа трущихся поверхностей и отвода от них теплоты.

В зависимости от способа  организации подвода масла к  трущимся поверхностям смазочные системы  делят на системы с разбрызгиванием  масла, принудительные и комбинированные.

Смазочная система с  разбрызгиванием масла применяется  в простейших двигателях, имеющих, как  правило, в качестве подшипников  коленчатого и распределительного валов подшипники качения. В этом случае смазочное масло заливается в картер двигателя до уровня, при котором специальный выступ-черпак на шатуне или крышке шатунного подшипника погружается в масло при нахождении поршня вблизи НМТ.

Образующиеся при этом мелкие брызги масла (масляный туман) разносятся картерными газами по всему объему картера и, оседая на рабочих поверхностях цилиндров, подшипников качения, поршневых пальцев и толкателей газораспределительного механизма, смазывают их; стекая с них, масло уносит теплоту. В таких двигателях коромысла клапанного механизма, регуляторы частоты вращения и другие агрегаты смазываются из отдельных масленок консистентным смазочным материалом или жидким маслом, заливаемым в соответствующие полости.

Если в двигателе  используются в качестве шатунных подшипники скольжения, то в крышке около черпака и вкладыше подшипника сверлят отверстие, через которое при ударе черпака о поверхность масла последнее нагнетается в подшипник.

Иногда двигатели снабжают простейшим шестеренным насосом, подающим масло в специальные лотки  под шатунами. Это уменьшает затраты энергии на излишний барботаж масла при высоком уровне сразу после заливки и повышает надежность двигателя, так как интенсивность смазывания не зависит от запаса масла в картере.

В карбюраторных двухтактных  двигателях с кривошипно-камерной схемой газообмена масло добавляют в топливо в пропорции 1:40—1:50; при заполнении картера топливовоздушной карбюрированной смесью масляный туман осаждается на трущихся поверхностях и смазывает их.

Принудительную смазочную  систему (смазка под давлением) применяют в форсированных двигателях, в которых для устранения перегрева трущихся поверхностей и масла с помощью специальных насосов создается его интенсивная циркуляция не только через подшипники коленчатого вала, но и через подшипники поршневого пальца, распределительного вала, валов передач, охладители и фильтры. Кроме того, масло подается в поршни для их охлаждения, к приводам агрегатов, в устройства для управления двигателем и его агрегатами (серводвигатели механизмов реверсирования судовых двигателей, управления лопатками направляющих аппаратов и диффузоров компрессоров и регулятора топливных насосов).

Помимо подвода масла, для охлаждения поршней через  шатун с помощью телескопических  или шарнирных механизмов осуществляется также орошение внутренней поверхности днища поршней из форсунок, смонтированных в картере двигателя с помощью корпуса 2 шарикового клапана 4 и винта 3. По достижении в главной масляной магистрали 5 определенного давления шарик клапана отжимается, и масло начинает поступать в форсунку 1.

Комбинированные смазочные системы позволяют упростить конструкцию двигателя, так как часть трущихся поверхностей смазывается разбрызгиваемым маслом, а под давлением оно подводится только к наиболее напряженным узлам трения, главным образом к подшипникам коленчатого и распределительного валов.

В зависимости от места  хранения запаса масла, необходимого для  циркуляции, принудительные смазочные  системы, в свою очередь, делят на системы с мокрым картером, в которых  запас масла хранится в поддоне  картера или раме двигателя, и на системы с сухим картером, в которых запас масла находится в циркуляционных баках или цистернах, а поддон картера или рама двигателя являются только сборниками масла, стекающего со смазываемых поверхностей или из полостей охлаждаемых поршней, серводвигателей, передач или агрегатов.